JP2015021426A - 燃料供給制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】目詰まり検出の信頼性を向上させる。【解決手段】燃料フィルタ200の目詰まりを検出する燃料供給制御装置において、タイマカウント手段は、予め定められた車両状態量Lxが閾値Th未満である定常状態において、タイマカウンタTcに対して所定の定常カウント値Abを加算する定常カウント手段(S106)と、車両状態量Lxが閾値Th以上である非定常状態において、タイマカウンタTcに対して定常カウント値Abよりも大きな非定常カウント値Acを加算する非定常カウント手段(S108)とを有することを特徴とする。【選択図】図3

Description

本発明は、燃料フィルタを備えた燃料供給制御装置に関する。
従来、燃料を貯蔵する燃料タンクと、燃料タンクから燃料を汲み上げて内燃機関に燃料を供給するサプライポンプと、燃料タンクとサプライポンプとの間の経路に設けられて燃料をろ過する燃料フィルタとを備えた燃料供給装置が知られている。このような燃料供給装置において、燃料フィルタは、燃料内の異物を除去することにより、かかる異物が、サプライポンプ及び内燃機関の各要素に送られるのを抑制している。
ここで、燃料フィルタは、燃料内の異物を除去し続けることにより、目詰まりを生じる可能性がある。燃料フィルタが異物により目詰まりした状態において燃料の供給を行うと、燃料フィルタに詰まった異物が燃料の流れを阻害してしまう。したがって、燃料供給装置の信頼性を保つためには、早期に燃料フィルタの目詰まりを検出して、燃料フィルタの交換などの対応をする必要がある。
さて、一般に燃料は、燃料の温度に応じて粘性が変化する。例えば、燃料の温度が低い場合には、燃料の粘性が高くなるような所謂燃料のワックス化現象が生じる。このワックス化した燃料は、粘性が高いことにより、燃料フィルタによりろ過される際、燃料フィルタから顕著な流れ抵抗を受ける。これによれば、異物により目詰まりが生じていない場合においても、かかる流れ抵抗を異物の目詰まりと検出する可能性がある。このような燃料のワックス化によって目詰まりが検出される現象を避けるべく、燃料の温度が上昇してワックス化が解消されるまで、目詰まり判定を禁止する検出禁止期間を設定することが知られている。
なお、検出禁止期間を設定するためには、燃料の温度が上昇してワックス化が解消されたと判定する方法が必要となる。ここで、燃料の温度上昇を監視する方法として、燃料フィルタの入口に温度センサを設けて燃料の温度を計測することが知られている。これによれば、計測した温度が、燃料のワックス化が解消される温度に達したことで燃料のワックス化が解消されたと判定することができる。しかし、これには、燃料フィルタの入口に温度センサを追加する必要があるため、部品点数が増加してコストが上昇する。したがって、温度センサを設けずに燃料の温度上昇を監視するべく、例えば特許文献1に記載の燃料供給制御装置では、燃料の目詰まり検出を禁止する検出禁止期間を設定するために、内燃機関の始動時からカウントを実施し始めるとともに、車両の速度が閾値を上回った際にタイマカウンタにカウント値を加算している。そして、かかるタイマカウンタが検出禁止期間を超えた際には、燃料のワックス化が解消されたと推定し、その後に燃料フィルタの目詰まり検出を実施している。
特開2005―273535号公報
さて、一般に内燃機関の温度は、アイドリング中などの定常状態でも、燃料の燃焼によって上昇する。特に、内燃機関から燃料タンクに戻されるリターン燃料などは、他の燃料が内燃機関において燃焼された熱量を受けて、温度上昇する。そして、そのリターン燃料は燃料タンクに再び戻されることにより、燃料タンク内の燃料の温度を上昇させる。したがって、燃料フィルタを通過する燃料の温度は、定常状態でも上昇する。ここで、特許文献1に開示の燃料供給制御装置では、車両の速度が所定の閾値(0)を上回った際にカウントを実施しているため、内燃機関がアイドリング中などの、車両が走行していないような定常状態では、車両の速度が閾値を上回ることがない。この場合、定常状態ではカウントが実施されずに、タイマカウンタが検出禁止期間を超えることがない。以上により、検出禁止期間のカウントの実施が、燃料の実際の温度上昇に対応しきれておらず、定常状態において既に燃料の温度が上昇して燃料のワックス化が解消されているといった場合においても、燃料フィルタの目詰まり検出が開始されないという問題点がある。
また、車両の走行中などの非定常状態と、定常状態とを繰り返すような場合においても、定常状態ではタイマカウンタのカウントを進めていないことにより、タイマカウンタが検出禁止期間を超えるまでの時間が、長くなる傾向がある。このため、車両を短時間運転するような場合には、カウントが検出禁止期間を超えずに、目詰まり検出が開始されない可能性がある。
以上のように、目詰まり検出が開始されない場合、燃料フィルタの異物による詰まりを検出できず、燃料を好適に供給できずに燃料供給装置の信頼性が低下してしまう。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、目詰まり検出の信頼性を向上させることにある。
本発明は、燃料を貯蔵する燃料タンク(100)と、燃料タンクから車両の内燃機関に燃料を供給するサプライポンプ(300)と、燃料タンクとサプライポンプとの間の経路に設けられて燃料をろ過する燃料フィルタ(200)と、燃料フィルタの目詰まりを検出する目詰まり検出手段(210、400)と、目詰まり検出手段による検出を禁止する検出禁止期間(TL)を、設定する期間設定手段(400、S101、S201)と、内燃機関の始動後において、タイマカウンタ(Tc)が検出禁止期間を超えるまでカウントを実施するタイマカウント手段(400)とを備える燃料供給制御装置(1)であって、タイマカウント手段は、予め定められた車両状態量(Lx、Lx1、Px1)が閾値(Th、Th1、Th2)未満である定常状態において、タイマカウンタに対して所定の定常カウント値(Ab)を加算する定常カウント手段(400、S106、S207)と、車両状態量が閾値以上である非定常状態において、タイマカウンタに対して定常カウント値よりも大きな非定常カウント値(Ac、Ad、Ae)を加算する非定常カウント手段(400、S108、S210、S212、S214)とを有することを特徴とする。
本発明では、予め定められた車両状態量が閾値未満である定常状態となるときには、定常カウント手段によってカウントを実施する。これによれば、内燃機関のアイドリング中など、車両状態量が閾値未満である定常状態において定常カウント手段によりカウントを進めることで、燃料が内燃機関から熱量を受けて温度上昇することを、タイマカウンタに反映させることができる。故に、定常状態において既に燃料の温度が上昇して燃料のワックス化が解消されているといった場合であっても、燃料フィルタの目詰まり検出を開始することができる。
また、本発明では、定常カウント手段によるカウントに加えて、車両状態量が閾値以上である非定常状態となるときには、非定常カウント手段によってカウントを実施する。ここで、タイマカウンタに加算されるカウント値については、定常カウント手段における定常カウント値よりも非定常カウント手段における非定常カウント値の方が大きい。すなわち、車両の走行中など、車両状態量が閾値以上である非定常状態では、定常カウント値よりも大きな非定常カウント値がタイマカウンタに加算されることで、カウントが実施される。これにより非定常状態では、定常状態よりも燃料の温度が上昇する傾向が大きいことを、タイマカウンタに反映させることができる。故に、そうした非定常状態と、上述の定常状態とを繰り返すような場合であっても、タイマカウンタが検出禁止期間を超えるまでの時間が長くなることを、抑制することができる。
以上により、目詰まり検出を開始するまでカウントを実施する検出禁止期間の精度を向上させて、目詰まり検出の信頼性を向上させることが可能となる。
なお、特許請求の範囲、及び課題を解決するための手段に記載した括弧内の符号は、本発明の一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
第一実施形態における燃料供給制御装置を示す全体構成図。 第一実施形態におけるサプライポンプの動作を示す説明図。 第一実施形態におけるカウントを実施する際のフローを示すフローチャート。 第一実施形態における経過時間とタイマカウンタとの推移及び経過時間と車両状態量との推移を示すグラフ。 第二実施形態におけるカウントを実施する際のフローを示すフローチャート。 第二実施形態における経過時間とタイマカウンタとの推移及び経過時間と各車両状態量との推移を示すグラフ。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを変更している場合、当該構成の他の部分においては、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせだけでなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくとも複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることが可能である。
(第一実施形態)
図1に示されるように、本発明の第一実施形態である燃料供給制御装置1は、例えばディーゼルエンジンなどに用いられる燃料供給制御装置1として、燃料タンク100、燃料フィルタ200、サプライポンプ300、ECU400、コモンレール500、及びインジェクタ600などからなる。
燃料タンク100は、内燃機関に供給する燃料を貯蔵している容器である。燃料タンク100は、サプライポンプ300と燃料の流れる経路である管路700によって接続されており、燃料タンク100に貯蔵されている燃料は、サプライポンプ300によって汲み上げられる。また、インジェクタ600及びコモンレール500などにおける余剰な燃料である主リターン燃料、並びにサプライポンプ300からのポンプリターン燃料は、リターン燃料として、管路700を通じて燃料タンク100に戻される。
管路700は、低圧管路710、高圧管路720、及びリターン管路730などからなる。低圧管路710は、燃料タンク100とサプライポンプ300との間に設けられた燃料の経路である。また、高圧管路720は、サプライポンプ300とコモンレール500との間に設けられた燃料の経路である。さらに、リターン管路730は、内燃機関と燃料タンク100との間に設けられた燃料の経路である。リターン管路730は、インジェクタ600及びコモンレール500からの主リターン燃料を燃料タンク100に戻す経路である主リターン管路731と、サプライポンプ300からポンプリターン燃料を燃料タンク100に戻す経路であるポンプリターン管路732とを有している。リターン管路730は、これら主リターン管路731及びポンプリターン管路732から、主リターン燃料及びポンプリターン燃料を燃料タンク100に戻している。
燃料フィルタ200は、燃料タンク100とサプライポンプ300との間の低圧管路710に設けられている。燃料フィルタ200は、燃料が通過することにより、かかる燃料をろ過して燃料内に存在する異物を除去する。また、燃料フィルタ200には、燃料流出側にECU400と電気的に接続された目詰まりスイッチ部210が設けられている。
目詰まりスイッチ部210は、所定の圧力値において変形する弾性部材、弾性部材の弾性力によって押されるスイッチ部材、及びスイッチ部材が弾性部材によって押されることにより接触する接触部材などからなる。目詰まりスイッチ部210は、スイッチ部材が接触部材に接触している場合に、ECU400にON信号を送り、接触していない場合にはOFF信号を送る。目詰まりスイッチ部210は、正常時においては、弾性部材がスイッチ部材を押しており、スイッチ部材と接触部材とは接触している。すなわち、目詰まりスイッチ部210は、正常時においてはON信号をECU400に送信している。これに対して、燃料フィルタ200の流出側における燃料の圧力が、燃料フィルタ200の目詰まりなどにより、所定の圧力以下となった際には、スイッチ部材は、接触部材から離れる。
具体的には、サプライポンプ300と燃料フィルタ200との間の圧力が負圧となることにより、弾性部材に押されていたスイッチ部材は、弾性部材が管路700側に引っ張られて接触部材から離れる。これにより、目詰まりスイッチ部210は、ECU400にOFF信号を送信する。すなわち、目詰まりスイッチ部210は、常時ON信号を送信し、目詰まりが起きて圧力が低下した場合にはOFF信号を送信するといったノーマリークローズタイプの構造体である。ECU400は、目詰まりスイッチ部210からOFF信号を受信することにより、燃料フィルタ200の目詰まりを検出する。すなわち、目詰まりスイッチ部210及びECU400が目詰まり検出手段に相当する。
インジェクタ600は、円筒状を呈しており、内燃機関の各気筒に設けられている。インジェクタ600は、コモンレール500と接続されており、燃料がコモンレール500から供給される。また、インジェクタ600は、ECU400と電気的に接続されており、ECU400からの指令信号に応じて各気筒に燃料を噴射する。具体的には、インジェクタ600の内部には、インジェクタ600の気筒側先端に形成された噴射孔を閉じる円柱状のニードルを有しており、ニードルは、ECU400からの指令を受けてインジェクタ600の軸方向に往復作動することにより、噴射孔の開閉を行って気筒内に燃料を噴射する。また、インジェクタ600は、主リターン管路731を介して燃料タンク100と接続されており、コモンレール500から供給されて気筒内に噴射されなかった燃料は、主リターン燃料として、かかる主リターン管路731を通じて燃料タンク100に戻される。
コモンレール500は、内部が中空の円筒状を呈している。コモンレール500は、サプライポンプ300との間の高圧管路720を介してサプライポンプ300と接続されている。コモンレール500は、高圧管路720を通じてサプライポンプ300から供給される燃料を保持しつつ、インジェクタ600に燃料を供給する。また、コモンレール500は、圧力センサ510とプレッシャリミッタ520とを有している。圧力センサ510は、コモンレール500内の燃料の圧力を検出するとともに、検出した圧力をECU400に伝える。プレッシャリミッタ520は、内部に弾性体を備えた弁部が設けられており、配管などを介して燃料タンク100に接続されている。プレッシャリミッタ520の弁部は、弾性体の弾性力に起因する付勢力によって常時閉じている。一方で、プレッシャリミッタ520の弁部は、コモンレール500内の圧力が弾性体の付勢力以上となった際に、弾性体が変形することにより、開かれる。これにより、コモンレール500と燃料タンク100とが、プレッシャリミッタ520に接続された主リターン管路731を介して接続される。そして、プレッシャリミッタ520は、燃料をコモンレール500から燃料タンク100に排出することにより、コモンレール500内の圧力を低下させてコモンレール500が所定圧以上になるのを防ぐ。
ECU400は、各種演算を行うCPU410、その演算途中のデータや演算結果、及び予め設計されたプログラムなどを記憶するメモリ420などからなる。ECU400は、インジェクタ600、サプライポンプ300、目詰まりスイッチ部210、及び圧力センサ510などに電気的に接続されている。ECU400は、圧力センサ510が検出した圧力を受信して演算処理を行うことで、サプライポンプ300が汲み上げて吐出する燃料量の指令値を算出する。また、ECU400は、サプライポンプ300が汲み上げてコモンレール500に吐出する燃料量の指令値を、サプライポンプ300に出力することにより、コモンレール500に吐出する燃料量及びインジェクタ600による気筒内への噴射燃料圧力を制御している。さらに、ECU400は、噴射燃料の量の指令値をインジェクタ600に出力することにより、インジェクタ600が実際に噴射する噴射燃料の量を制御している。またさらに、ECU400は、目詰まりスイッチ部210からOFF信号を受信することで、燃料フィルタ200が目詰まりをしていることを検出する。加えて、メモリ420には、燃料の温度と燃料のワックス化が解消される時間とからなる予め実験などにより定められた相関マップが、記憶されており、かかる相関マップに基づいて燃料フィルタ200の目詰まり検出を禁止する期間である検出禁止期間TLを設定する。
また、ECU400は、内燃機関が始動した後に、メモリ420に逐次保存されるタイマカウンタTcに、定常カウント値Abや非定常カウント値Acなどのカウント値Aを加算することで、カウントを実施する。かかるカウントは、予め定められた所定の車両状態量に基づいて進められる。具体的には、車両状態量が閾値未満である場合には、定常状態であるとして、定常カウント値AbをタイマカウンタTcに加算することにより、カウントを実施する、また一方、車両状態量が閾値以上である場合には、非定常状態であるとして、定常カウント値Abを補正した非定常カウント値AcをタイマカウンタTcに加算することにより、カウントを実施する。このように、ECU400がタイマカウント手段に相当する。
サプライポンプ300は、燃料タンク100から燃料を汲み上げてコモンレール500に吐出することにより、燃料を内燃機関に供給する。図2に示されるように、サプライポンプ300は、フィードポンプ310、燃料調量弁320、及び高圧ポンプ330などからなる。低圧ポンプであるフィードポンプ310は、例えばトリコロイド式のポンプを採用することができ、アウターローラ311とインナーローラ311とによって形成されるスペースが、各ロータの回転に応じて変化することにより、燃料タンク100から燃料を汲み上げるとともに、汲み上げた燃料を高圧ポンプ330に送る。燃料調量弁320は、フィードポンプ310と高圧ポンプ330との間の経路に設けられている。燃料調量弁320は、ECU400と接続された電子弁であり、ECU400からの指令を受けることにより、高圧ポンプ330に送る燃料の量を調量している。そして、高圧ポンプ330にて圧縮される燃料の量が燃料調量弁320により調量されることで、高圧ポンプ330からコモンレール500に送られる燃料の圧力を制御することができる。高圧ポンプ330は、燃料が圧縮されるポンプ室331と、ポンプ室331の吐出側に設けられる逆止弁332と、内部に偏芯カム軸335が回転する空間を有したカムリング333と、カムリング333から動力を得て往復作動するプランジャ334とを有している。ポンプ室331に送られた燃料は、ポンプ室331内の空間がプランジャ334の往復作動により圧縮されることで、高圧に加圧される。そして、高圧に加圧された燃料は、逆止弁332を介してコモンレール500に吐出される。逆止弁332は、コモンレール500に吐出される燃料が、高圧ポンプ330に逆流しないように設けられた機械式の弁部材である。
一方、フィードポンプ310から送られた燃料のうち一部の燃料は、高圧ポンプ330の潤滑油としてプランジャ334及びカムリング333に送られる。そして、潤滑油として送られた燃料は、高圧ポンプ330のプランジャ334などを潤滑し、ポンプリターン管路732を介して燃料タンク100に戻される。
次に、図3に示されるフローチャートを用いて、本実施形態でカウントを実施する際のフローについて述べる。なお、本実施形態では、車両状態量にリーク燃料量Lxを用いている。なお、本実施形態において、リターン燃料とは、内燃機関、及びサプライポンプ300から燃料タンク100に戻される余剰な燃料であり、具体的には、コモンレール500、インジェクタ600、及びサプライポンプ300から燃料タンク100に戻される燃料のことをさす。
本フローは、ECU400が実行する。そして、本フローは、内燃機関が始動した後であり、かつ燃料のワックス化が解消されたと推定する暖機完了フラグHFがOFFである場合に、開始される。なお、暖機完了フラグHFは、内燃機関が停止すると、OFFに設定される。
まず、ステップS101において、目詰まり検出を禁止する検出禁止期間TLを設定する。検出禁止期間TLは、メモリ420に予め記憶された相関マップに基づいて設定される。相関マップとしては、燃料フィルタ200に流入する前の燃料の温度と、定常状態にて燃料のワックス化が解消される時間との相関を表しており、予め実験などにより定められてメモリ420に記憶されている。ここで例えば、相関マップにおける時間と温度との相関は、車両の外気温度から間接的に求めた燃料の温度と燃料のワックス化が解消される時間との相関であってもよいし、他にも、燃料における粘性などの物性値と、燃料のワックス化が解消されたと推定される物性値に変化する時間との相関であってもよい。こうした相関マップによれば、燃料フィルタ200に流入する燃料の現在の温度から、燃料のワックス化が解消される時間を求め、さらに求めた時間に対応する検出禁止期間TLを設定することになる。すなわち検出禁止期間TLは、定常状態である場合において燃料のワックス化が解消される時間となるように、設定される。こうして検出禁止期間TLが設定された後には、ステップS102に進む。なお、このように本実施形態では、S101を実行するECU400が期間設定手段に相当する。
ステップS102では、閾値Thと補正係数Xとをメモリ420から読み出す。具体的には、予め燃料タンク100に戻されるリターン燃料量Lxによる燃料温度の変化を実験などから求めてメモリ420に記憶しておき、閾値Thと補正係数Xとをメモリ420から読み出す。すなわち、定常状態及び非定常状態を分ける閾値Thと、定常カウント値Abを乗算して非定常カウント値Acに補正する際に用いる補正係数Xとは、車両状態量であるリターン燃料量Lxに関係している。ここで定常カウント値Abとは、例えば整数値などの予め定められた一定の値であり、タイマカウンタTcに加算するカウント値Aの基準値となる。また、補正係数Xとしては、定常カウント値Abへの乗算により算出する非定常カウント値Acが、定常カウント値Abよりも大きな値となるように、1よりも大きい数値に設定される。そして、メモリ420から閾値Thと補正係数Xとが読み出されると、ステップS103に進む。
ステップS103では、カウント値Aが加算されるタイマカウンタTcの値をクリアする。その後、ステップS104に進み、リターン燃料量Lxを取得する。ここでリターン燃料量Lxは、例えばサプライポンプ300から内燃機関に供給される燃料の量から、インジェクタ600が各気筒に噴射する噴射量を減算するなどにより求めるものであってもよいし、直接リターン燃料量Lxを検出する検出装置をリターン管路731などに設け、かかる検出装置により検出し、リターン燃料量Lxを求めてもよい。
次に、ステップS105に進み、ステップS104で取得したリターン燃料量Lxが、ステップS102において読み出された閾値Th以上か未満かを判断する。その結果、リターン燃料量Lxが閾値Th以上ではない場合、すなわち、リターン燃料量Lxが閾値Th未満である場合、定常状態と判断し、ステップS106に進む。ステップS106では、タイマカウンタTcに定常カウント値Abを加算する。このように、リターン燃料量Lxが閾値Th未満である定常状態では、タイマカウンタTcに定常カウント値Abを加算するので、ステップS106を実行するECU400が定常カウント手段に相当する。
一方で、ステップS105においてリターン燃料量Lxが閾値Th以上である場合、非定常状態と判断し、ステップS107に進む。ステップS107では、定常カウント値Abを補正係数Xにより乗算することによって補正した非定常カウント値Acを、算出する。ステップS102で述べたように、補正係数Xは1より大きい値が設定されているため、非定常カウント値Acは、必ず定常カウント値Abよりも大きい値に設定されることになる。こうして非定常カウント値Acが算出されると、次にステップS108に進む。
ステップS108では、タイマカウンタTcに、S107において算出された非定常カウント値Acを加算する。このように、リターン燃料量Lxが閾値Th以上である非定常状態では、タイマカウンタTcに非定常カウント値Acを加算するので、ステップS108を実行するECU400が非定常カウント手段に相当する。
ステップS106においてタイマカウンタTcに定常カウント値Abが加算された後、または、ステップS108においてタイマカウンタTcに非定常カウント値Acが加算された後には、ステップS109に進む。ステップS109では、タイマカウンタTcとステップS101で設定した検出禁止期間TLとを比較し、タイマカウンタTcの値が検出禁止期間TLを超えているか否かを判断する。その結果、タイマカウンタTcが検出禁止期間TL以下である場合には、S104に戻る。一方で、タイマカウンタTcが検出禁止期間TLを超えている場合には、ステップS110に進み、暖機完了フラグHFをONにした後、ステップS111に進む。
ステップS111では、燃料フィルタ200に設けられた目詰まりスイッチ部210により当該燃料フィルタ200の目詰まりを検出する。ここで、燃料フィルタ200の燃料流出側に設けられた目詰まりスイッチ部210は、燃料フィルタ200に目詰まりが生じると、サプライポンプ300と燃料フィルタ200の間において燃料の圧力が下がることにより作動し、ECU400にOFF信号を送信する。そこで、ステップS111では、受信したOFF信号が一定時間継続することにより、仮判定スイッチTSWをONにする。そして、さらに仮判定スイッチTSWのON信号が一定時間継続することにより、ECU400は、燃料フィルタ200が目詰まりしたと判定する。
なお、ステップS104、S105、S106、S109までの周期と、ステップS104、S105、S107、S108、S109までの周期とは、同一周期にて行われている。
以上説明したフローにより、図4に示されるようにタイマカウンタTcは、検出禁止期間TLを超えるまで加算される。このとき、リターン燃料量Lxが閾値Th未満である定常状態では、タイマカウンタTcに定常カウント値Abを加算することにより、カウントを実施する。また一方、リターン燃料量Lxが閾値Th以上である非定常状態では、タイマカウンタTcに非定常カウント値Acを加算することにより、カウントを実施する。そして、タイマカウンタTcが検出禁止期間TLを超えた際に、燃料のワックス化が解消されたと推定し、暖機完了フラグHFをONにすると、上述の如き目詰まり検出が行われることになる。
ここまで説明した第一実施形態では、予め定められた車両状態量が閾値Th未満である定常状態となるときには、ステップS106(定常カウント手段)によってカウントを実施している。これによれば、内燃機関のアイドリング中など、車両状態量が閾値Th未満である定常状態においてステップS106によりカウントを進めることで、燃料が内燃機関から熱量を受けて温度上昇することを、タイマカウンタTcに反映させることができる。故に、定常状態において既に燃料の温度が上昇して燃料のワックス化が解消されているといった場合であっても、燃料フィルタ200の目詰まり検出を開始することができる。
また、第一実施形態では、ステップS106によるカウントに加えて、車両状態量が閾値Th以上である非定常状態となるときには、ステップS108(非定常カウント手段)によってカウントを実施している。ここで、タイマカウンタTcに加算するカウント値Aについては、定常カウント値Abよりも非定常カウント値Acの方が大きい。すなわち、車両の走行中など、車両状態量が閾値Th以上である非定常状態では、定常カウント値Abよりも大きな非定常カウント値AcがタイマカウンタTcに加算されることで、カウントが実施される。これにより非定常状態では、定常状態よりも燃料の温度が上昇する傾向が大きいことを、タイマカウンタTcに反映させることができる。故に、そうした非定常状態と、上述の定常状態とを繰り返すような場合であっても、タイマカウンタTcが検出禁止期間TLを超えるまでの時間が長くなることを抑制することができる。
以上により、目詰まり検出を開始するまでカウントを実施する検出禁止期間TLの精度を向上させて、目詰まり検出の信頼性を向上させることが可能となる。
さらに第一実施形態では、内燃機関から燃料タンク100に戻される燃料の量であるリターン燃料量Lxを車両状態量として用いており、かかるリターン燃料量Lxが閾値Th未満である場合に定常状態と判断している。ここで内燃機関から燃料タンク100に戻されるリターン燃料は、内燃機関の熱量を受けて温度が上昇しているため、温度が上昇したリターン燃料が燃料タンク100に戻されることにより、燃料タンク100内の燃料の温度が上昇し易くなる。したがって、リターン燃料量Lxを車両状態量として用い、閾値Thを境に定常状態と非定常状態とに分けてカウントを実施することで、タイマカウンタTcを実際の燃料の温度上昇に正確に近づけることができる。故に、検出禁止期間TLの精度向上による目詰まり検出の信頼性向上効果を、高めることが可能となる。
(第二実施形態)
次に図5、図6に示される本発明の第二実施形態について詳細に説明する。
本実施形態では、第一実施形態の構成において、カウントを実施する際のフローが異なる。具体的にはECU400は、それぞれ異なる複数の車両状態量により、定常状態と非定常状態とを判断して、カウントを実施する。すなわち、ECU400は、複数の車両状態量のいずれもがそれぞれに設定された閾値未満である場合に定常状態と判断し、複数の車両状態量のうち少なくとも一つの車両状態量が閾値以上である場合に非定常状態と判断する。なお、本実施形態では、複数の車両状態量として二つの車両状態量を用いており、それら二つの車両状態量により、定常状態と非定常状態とを判断している。具体的に二つの車両状態量としては、リターン燃料量Lx1と噴射圧力Px1とを用いている。ここで噴射圧力Px1は、インジェクタ600が内燃機関の各気筒に燃料を噴射する際の燃料の圧力である。
図5に示されるフローチャートを用いて、本実施形態でカウントを実施する際のフローについて述べる。なお、本フローは、ECU400が実行する。そして、本フローは、第一実施形態と同様に、内燃機関が始動した後であり、かつ燃料のワックス化が解消されたと推定する暖機完了フラグHFがOFFである場合に開始される。
まず、ステップS201において、目詰まり検出を禁止する検出禁止期間TLを設定する。検出禁止期間TLは、メモリ420に予め記憶された相関マップに基づいて設定される。第一実施形態と同様に検出禁止期間TLは、内燃機関が定常状態である場合に燃料のワックス化が解消されるような時間となるように、設定される。こうして検出禁止期間TLが設定された後には、ステップS202に進む。なお、このように本実施形態では、S201を実行するECU400が期間設定手段に相当する。
ステップS202では、閾値Th1と補正係数X1、及び閾値Th2と補正係数X2を設定する。具体的には、予め燃料タンク100に戻されるリターン燃料量Lx1による燃料温度の変化を実験などから求めることで、閾値Th1と、リターン燃料量Lx1により定常カウント値Abを乗算して補正する際に用いる補正係数X1とを、メモリ420から読み出す。すなわち、閾値Th1と補正係数X1は、車両状態量の一方であるリターン燃料量Lx1に対応している。さらに、予め各インジェクタ600の燃料噴射の圧力に対する燃料温度の変化を実験などから求めることで、閾値Th2と、噴射圧力Px1により定常カウント値Abを乗算して補正する際に用いる補正係数X2とを、メモリ420から読み出す。すなわち、閾値Th2と補正係数X2は、車両状態量の他方である噴射圧力Px1に対応している。
なお、補正係数X1としては、定常カウント値Abを補正係数X1により乗算して補正した後の非定常カウント値Acが、定常カウント値Abよりも大きな値となるように、1より大きい値に設定される。また、補正係数X2としては、定常カウント値Abを補正係数X2により乗算して補正した後の非定常カウント値Adが、定常カウント値Abよりも大きな値となるように、1より大きい値に設定される。さらに、非定常カウント値Acと非定常カウント値Adとが異なる値になるように、補正係数X1と補正係数X2には異なる値が設定される。ここで特に本実施形態では、リターン燃料量Lx1に対応した補正係数X1が、噴射圧力Px1に対応した補正係数X2よりも大きな値に設定される。以上により、メモリ420から閾値Th1と補正係数X1、及び閾値Th2と補正係数X2が読み出されると、ステップS203に進む。
ステップS203では、タイマカウンタTcの値をクリアする。その後、ステップS204に進み、リターン燃料量Lx1を取得する。次に、ステップS205に進み、噴射圧力Px1を取得する。ここで噴射圧力Px1は、コモンレール500に設けられた圧力センサ510により、コモンレール500内の燃料の圧力を検出し、かかる圧力から噴射圧力Px1を算出して求めてもよいし、インジェクタ600に圧力検出手段を設けて直接検出することにより、噴射圧力Px1をして求めてもよい。
次に、ステップS206では、ステップS204及びステップS205で取得したリターン燃料量Lx1と噴射圧力Px1とが、それぞれ対応した閾値Th1、Th2以上か未満かを確認し、いくつの車両状態量が対応閾値Th1、Th2以上であるかを判断する。その結果、対応閾値Th1、Th2以上の車両状態量が0の場合、すなわち、車両状態量の全てが対応閾値Th1、Th2未満である場合、ステップS207に進む。ステップS207では、タイマカウンタTcに定常カウント値Abを加算する。
一方で、ステップS206において対応閾値Th1、Th2以上の車両状態量が1つの場合、すなわち、いずれか一つの車両状態量が対応閾値Th1、Th2である場合、ステップS208に進む。ステップS208では、対応閾値Th1、Th2以上である車両状態量がリターン燃料量Lx1であるか否かを判断する。その結果、対応閾値Th1、Th2以上である車両状態量がリターン燃料量Lx1である場合、ステップS209に進む。ステップS209では、リターン燃料量Lx1に対する非定常カウント値Acを算出する。具体的には、定常カウント値Abに補正係数X1を乗算することにより、非定常カウント値Acを算出する。そして、算出した後にステップS210に進み、かかる非定常カウント値AcをタイマカウンタTcに加算する。これに対し、ステップS208において対応閾値Th1、Th2以上である車両状態量がリターン燃料量Lx1ではない場合、対応閾値Th1、Th2以上である車両状態量は噴射圧力Px1であると判断し、ステップS211に進む。ステップS211では、噴射圧力Px1に対する非定常カウント値Adを算出する。具体的には、定常カウント値Abに補正係数X2を乗算することにより、非定常カウント値Adを算出する。そして、算出した後にステップS212に進み、かかる非定常カウント値AdをタイマカウンタTcに加算する。
また一方で、ステップS206において対応閾値Th1、Th2以上の車両状態量が2つの場合、すなわち、全ての車両状態量が対応閾値Th1、Th2以上である場合、ステップS213に進み、非定常カウント値Aeを算出する。具体的にはまず、リターン燃料量Lx1に対応した補正係数X1を定常カウント値Abに乗算して補正した非定常カウント値Acと、噴射圧力Px1に対応した補正係数X2を定常カウント値Abに乗算して補正した非定常カウント値Adとを、それぞれ算出する。続いて、非定常カウント値Acと非定常カウント値Adとを足し合わせることにより、非定常カウント値Aeを算出する。こうして非定常カウント値Aeが算出されると、ステップS214に進む。ステップS214では、タイマカウンタTcに、ステップS213で算出した非定常カウント値Aeを加算する。
ここで、補正係数X1、X2はいずれも、1より大きい値に設定され、さらに補正係数X1は、補正係数X2よりも大きな値に設定されている。これにより、非定常カウント値Ac、Adはいずれも、必ず定常カウント値Abよりも大きい値に設定され、非定常カウント値Acは、必ず非定常カウント値Adよりも大きい値に設定されることになる。
なお、いずれの車両状態量も対応閾値Th1、Th2未満の定常状態では、ステップS207にてタイマカウンタTcに定常カウント値Abを加算するので、ステップS207を実行するECU400が定常カウント手段に相当する。一方、一方の車両状態量が対応閾値Th1、Th2以上の非定常状態では、ステップS210、S212にて非定常カウント値Ac、AdをタイマカウンタTcに加算するので、ステップS210、S212を実行するECU400が非定常カウント手段に相当する。また、全ての車両状態量が閾値Th1、Th2以上の非定常状態では、ステップS214にて非定常カウント値AeをタイマカウンタTcに加算するので、ステップS214を実行するECU400も非定常カウント手段に相当する。
さて、ステップS207、S210、S212、S214の後には、ステップS215に進む。ステップS215では、タイマカウンタTcと、ステップS201で設定した検出禁止期間TLとを比較し、タイマカウンタTcが検出禁止期間TLを超えているか否かを判断する。その結果、タイマカウンタTcが検出禁止期間TL以下である場合には、S204に戻る。一方で、タイマカウンタTcが検出禁止期間TLを超えている場合には、ステップS216に進み、暖機完了フラグHFをONにした後、ステップS217に進む。ステップS217では、第一実施形態と同様の目詰まり検出を行う。
なお、ステップS204、S205、S206、S207、S215までの周期と、ステップS204、S205、S206、S208、S209、S210、S215までの周期と、ステップS204、S205、S206、S208、S211、S212、S215までの周期と、ステップS204、S205、S206、S213、S214、S215までの周期とは、全て同一周期にて行われている。
以上説明したフローにより、図6に示されるようにタイマカウンタTcは、検出禁止期間TLを超えるまで、定常カウント値Abまたは非定常カウント値Ac、Ad、Aeによって加算される。このとき、リターン燃料量Lx1が閾値Th1未満であり、かつ噴射圧力Px1が閾値Th2未満である場合は、定常状態と判断して、定常カウント値AbをタイマカウンタTcに加算することにより、カウントを実施する。また、リターン燃料量Lx1が閾値Th1以上であり、かつかつ噴射圧力Px1が閾値Th2未満である場合は、非定常状態と判断して、リターン燃料量Lx1に対応する非定常カウント値AcをタイマカウンタTcに加算することにより、カウントを実施する。さらに、リターン燃料量Lx1が閾値Th1未満であり、かつ噴射圧力Px1が閾値Th2以上である場合は、非定常状態と判断して、噴射圧力Px1に対応する非定常カウント値AdをタイマカウンタTcに加算することにより、カウントを実施する。またさらに、リターン燃料量Lx1が閾値Th1以上であり、かつ噴射圧力Px1が閾値Th2以上である場合は、非定常状態と判断して、非定常カウント値Acと非定常カウント値Adとを足しあわせた非定常カウント値AeをタイマカウンタTcに加算することにより、カウントを実施する。そして、タイマカウンタTcが検出禁止期間TLを超えた際に、燃料のワックス化が解消されたと推定し、暖機完了フラグHFをONにすると、第一実施形態と同様の目詰まり検出が行われることになる。
以上、説明した第二実施形態では、第一実施形態と同様にリターン燃料量Lx1を車両状態量の一つとして用いるとともに、内燃機関に燃料を噴射する際の燃料の圧力である噴射圧力Px1を、車両状態量の別の一つとして用いている。ここで、噴射圧力Px1は、内燃機関を駆動する際の出力を決定する車両状態量であり、噴射圧力Px1が変更されることにより、内燃機関の燃焼状態が変化する。燃料の温度は、内燃機関における燃料の燃焼による熱量を受けて上昇するため、噴射圧力Px1を車両状態量とすることにより、燃料の燃焼に応じた燃料温度の上昇をタイマカウンタTcに反映させることができる。故に、検出禁止期間TLの精度向上による目詰まり検出の信頼性向上効果を、高めることが可能となる。
さらに第二実施形態では、それぞれ異なる複数の車両状態量Lx1、Px1のうち少なくとも一つの車両状態量が対応閾値Th1、Th2以上である非定常状態にて、非定常カウント値Ac、Ad、AeのいずれかをタイマカウンタTcに加算している。これによれば、一つの車両状態量でも対応閾値Th1、Th2以上となるのに応じて燃料の温度上昇傾向が大きくなる状態を、非定常状態としてタイマカウンタTcに反映させることができる。また一方で第二実施形態では、複数の車両状態量の全てが対応閾値Th1、Th2未満である定常状態にて、定常カウント値AbをタイマカウンタTcに加算している。これによれば、全ての車両状態量が対応閾値Th1、Th2未満となるのに応じて燃料の温度上昇傾向が小さくなる状態を、定常状態としてタイマカウンタTcに反映させることができる。このような第二実施形態では、複数の車両状態量が変化することによる燃料の温度上昇傾向に正確に対応させて、カウントスピードを変更することができる。故に、検出禁止期間TLの精度向上による目詰まり検出の信頼性向上効果を、高めることが可能となる。
またさらに第二実施形態では、複数の車両状態量に応じてそれぞれ異なる複数の非定常カウント値Ac、Ad、Aeを、タイマカウンタTcに加算している。これによれば、車両状態量毎に燃料の温度上昇への影響度合い(例えば温度上昇傾向)を考慮して、タイマカウンタTcに加算する非定常カウント値Ac、Ad、Aeの比重を変えることで、それら各状態量に応じたスピードにてカウントを実施できる。故に、検出禁止期間TLの精度向上による目詰まり検出の信頼性向上効果を、高めることが可能となる。
(その他の実施形態)
以上、本発明のそれぞれの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することができる。
例えば、第一及び第二実施形態の変形例1では、目詰まり検出は、燃料フィルタ200の流入側と流出側との差圧を検出し、かかる差圧が予め設定された所定圧から変化することによりECU400が目詰まり検出を行うものであってもよい。
また、第一及び第二実施形態の変形例2では、定常状態と非定常状態とを分けるための車両状態量としては、例えばエンジン回転数やアクセル開度など、燃料フィルタ200を通過する燃料の温度上昇に関係のある車両状態量を、実験などによって求めて採用してもよい。
さらに、第一及び第二実施形態の変形例3では、非定常カウント値Ac、Ad、Aeを算出するステップは、第一実施形態の場合には車両状態量が閾値Th以上か未満かを判断するステップS105の前、また第二実施形態の場合にはいくつの車両状態量が閾値Th1、Th2以上かを判断するステップS206の前に、行ってもよい。
またさらに、第一実施形態の変形例4では、基準とした非定常カウント値Acを補正することで、定常カウント値Abを算出してもよい。この場合、非定常カウント値Acに補正係数Xを乗算して、定常カウント値Abを算出する。またこの場合、補正係数Xを1より小さい値に設定することで、非定常カウント値Acを定常カウント値Abよりも大きい値とする。
加えて、第二実施形態の変形例5では、非定常カウント値Ac、Adのうち基準としたいずれか一方を補正することで、定常カウント値Abと、非定常カウント値Ac、Adのうち他方とを算出してもよい。
また加えて、第二実施形態の変形例6では、非定常カウント値Ac、Ad、Aeのうち少なくとも二つの値を、同一値に設定してもよい。
さらに加えて、第二実施形態の変形例7では、車両状態量の全てが対応閾値Th1、Th2以上である場合を非定常状態とし、車両状態量の少なくとも一つが対応閾値Th1、Th2未満である場合を定常状態としてもよい。
またさらに加えて、第二実施形態の変形例8では、三つ以上の車両状態量を予め定め、それら車両状態量のうち少なくとも一つが対応閾値以上である場合を非定常状態としてカウントを実施し、三つ以上の車両状態量の全てが対応閾値未満である場合を定常状態としてカウントを実施してもよい。
1 燃料供給制御装置、100 燃料タンク、200 燃料フィルタ、210 目詰まりスイッチ部、300 サプライポンプ、310 フィードポンプ、320 燃料調量弁、330 高圧ポンプ、400 ECU、500 コモンレール、510 圧力センサ、600 インジェクタ、700 管路、TL 検出禁止期間、Th、Th1、Th2 閾値、Tc タイマカウンタ、Ab 定常カウント値、Ac、Ad、Ae 非定常カウント値、Lx、Lx1 リターン燃料量、Px1 噴射圧力。

Claims (5)

  1. 燃料を貯蔵する燃料タンク(100)と、
    前記燃料タンクから車両の内燃機関に燃料を供給するサプライポンプ(300)と、
    前記燃料タンクと前記サプライポンプとの間の経路に設けられて燃料をろ過する燃料フィルタ(200)と、
    前記燃料フィルタの目詰まりを検出する目詰まり検出手段(210、400)と、
    前記目詰まり検出手段による検出を禁止する検出禁止期間(TL)を、設定する期間設定手段(400、S101、S201)と、
    前記内燃機関の始動後において、タイマカウンタ(Tc)が前記検出禁止期間を超えるまでカウントを実施するタイマカウント手段(400)とを備える燃料供給制御装置(1)であって、
    前記タイマカウント手段は、
    予め定められた車両状態量(Lx、Lx1、Px1)が閾値(Th、Th1、Th2)未満である定常状態において、前記タイマカウンタに対して所定の定常カウント値(Ab)を加算する定常カウント手段(400、S106、S207)と、
    前記車両状態量が前記閾値以上である非定常状態において、前記タイマカウンタに対して前記定常カウント値よりも大きな非定常カウント値(Ac、Ad、Ae)を加算する非定常カウント手段(400、S108、S210、S212、S214)とを有することを特徴とする燃料供給制御装置。
  2. 前記非定常カウント手段(400、S210、S212、S214)は、
    それぞれ異なる複数の前記車両状態量(Lx1、Px1)のうち少なくとも一つが、対応する閾値(Th1、Th2)以上である非定常状態において、前記非定常カウント値を前記タイマカウンタに対して加算し、
    前記定常カウント手段(400、S207)は、
    前記複数の前記車両状態量の全てが、対応する前記閾値未満である定常状態において、前記定常カウント値を前記タイマカウンタに対して加算することを特徴とする請求項1に記載の燃料供給制御装置。
  3. 前記非定常カウント手段(400、S210、S212、S214)は、
    前記複数の前記車両状態量に応じて、ぞれぞれ異なる複数の前記非定常カウント値(Ac、Ad、Ae)を、前記タイマカウンタに対して加算することを特徴とする請求項2に記載の燃料供給制御装置。
  4. 前記内燃機関から燃料タンクに戻される燃料の量であるリターン燃料量(Lx、Lx1)を、前記車両状態量として、
    前記定常状態は、前記リターン燃料量が前記閾値(Th、Th1)未満である状態を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の燃料供給制御装置。
  5. 前記内燃機関に燃料を噴射する際の燃料の圧力である噴射圧力(Px1)を、前記車両状態量として、
    前記定常状態は、前記噴射圧力が前記閾値(Th2)未満である状態を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の燃料供給制御装置。
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